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豊洲三丁目エネルギー供給施設
豊洲再開発 関連その３ 豊洲三丁目エネルギー供給施設 高 橋 章 AKIRA TAKAHASHI （新菱冷熱工業㈱ 企画部設計一課 課長） 長谷川 有二 前 田 孝 次 YUUJI HASEGAWA （新菱冷熱工業㈱ 電装部電装二課 課長） KOJI MAEDA （新菱冷熱工業㈱ 技術一部技術五課 専任課長） 建設されたものである。このほかに豊洲センター はじめに ビルの隣にTAビル（仮称）が，また，北端には 豊洲三丁目エネルギー供給施設の位置する豊洲 豊洲IHIビルと並び芝浦工大のキャンパスが建設 地区は，都心への近接性と良好な眺望という優れ され，さらに，中央部分には巨大なオフィス区画 た環境を活かしながら，職住近接の実現に向けて， と住宅区画が準備され，そこに集う住民のための 多彩なライフスタイルに対応できる質の高い居住 公園（豊洲三丁目公園） ，学校（第２豊洲小学校）， 空間を創出すると共に，地元IT企業と共に「人 ショッピングセンター（トステムビバ）などが南 材交流」 ， 「共同研究」や「ベンチャー企業の育成」 東部に建設中である。 などを積極的に行ない，これまでにないオリジナ リティに溢れる多彩な21世紀型新産業拠点の実現 １．施設概要 施設名称 豊洲三丁目エネルギー供給施設 を目指している。 プラント設置建物は，IHIの本社機能および関 所 在 地 連会社などが集積する豊洲IHIビル（写真−１） 江東区豊洲三丁目一番地 豊洲IHIビル地下２階 で，先端的で高機能なオフィスであると共に，豊 建築延床面積 約99,990ｍ2 洲地区全体のランドマークになることが期待され プラント面積 約3,115ｍ2 写真−１ 豊洲IHIビル 2006・５・建築設備士 19 図−１ 豊洲地区全体図 供給区域 豊洲三丁目 豊洲IHIビルおよび芝浦 で構成される。ガスタービンで発電した電力は， 工業大学（約4.8ha） 豊洲IHIビルの受変電設備と6.6kVで系統連系し， 冷熱源容量 5,100RT 発電した電力をすべて豊洲IHIビルに売電する。 温熱源容量 23.85ｔ/ｈ 吸気系統には吸気冷却器を設置し，夏期において 発電機容量 2,500kW も2,000kWの発電を可能としている。また蒸気タ 事 業 主 設計・施工 工 期 豊洲エネルギーサービス㈱ 平成16年１月∼平成18年１月31日 ン設備の補機用電力として使用している（写真− ２，写真−３）。 ２．地域供給概要 供給需要家は，プラント設置建物である豊洲 IHIビルと隣接する芝浦工業大学となっている。 ・供給条件 ４．熱源設備 表−１に主要熱源機器表，図−２に熱源系統図 を示す。 冷水標準温度 往 6.5℃ 還13.5℃ 蒸気 0.73∼0.83MPa（飽和蒸気） 発電電力 ３φ３Ｗ 50Hz ービン発電機は，ガスタービンで発生した蒸気を 利用して発電し，その電力をコージェネレーショ 新菱冷熱工業㈱ 6,600Ｖ ３．コージェネレーション設備 4．1 冷熱源設備 冷熱源は，コージェネレーションの発生蒸気を 主体に利用する蒸気吸収冷凍機と氷蓄熱システム および水蓄熱システムから構成される。 ¸ 蒸気吸収冷凍機 最大出力2,500kWの熱電可変型のガスタービン 蒸気吸収冷凍機（写真−４）は，蒸気消費率 発電機，背圧式蒸気タービン発電機85kWと 3.5kg/ｈ・RTの高効率機を採用するとともに， 2.0MPa蒸気5,950kg/ｈを発生させる排熱ボイラ 水蓄熱専用機を１台（蒸気消費率4.3kg/ｈ・RT） 20 建築設備士・2006・５ 写真−２ コージェネレーション設備 写真−３ コージェネレーション設備 図−２ 熱源系統図 表−１ 主要熱源機器表 ¸冷熱源設備 機器名称 吸収冷凍機 スクリュー冷凍機 水蓄熱用プレート熱交換器 氷蓄熱放熱運転用プレート熱交換器 氷蓄熱追掛運転用プレート熱交換器 氷蓄熱槽 水蓄熱槽 冷却塔 冷却塔 容量 1,000RT 200RT 500RT 350RT 200RT 137ｍ3 3 600ｍ 7,172kW 1,052kW 台数 ４基 ２基 ２基 ２基 ２基 ２基 １基 ４基 ２基 ¹温熱源設備 機器名称 炉筒煙管ボイラ 貫流ボイラ ºコージェネレーション設備 機器名称 ガスタービン発電機 蒸気タービン発電機 排熱ボイラ 容量 6,700kg/ｈ（換算） 1,600kg/ｈ（換算） 台数 ２基 ３基 容量 2,500kW 85kW 5,650kg/ｈ（175℃） 台数 １基 １基 １基 写真−４ 蒸気吸収冷凍機 2006・５・建築設備士 21 写真−５ 電動スクリュー冷凍機 写真−７ 炉筒煙管式蒸気ボイラ 中央監視からの選択を可能としている。 ①供給差圧一定制御 「冷水供給差圧」を一定とするように冷水ポンプ のインバータ制御を行う。インバータ制御の下限 値以下においては，冷水差圧調整弁のバイパス制 御を行う。 ②供給差圧可変制御 「冷水供給差圧設定値」は，冷水供給流量の変化 に伴い差圧曲線に基づき設定された設定値になる 写真−６ 冷却塔 ように冷水ポンプのインバータ制御を行う。イン バータ制御の下限値以下においては，冷水差圧調 設置している。また，冷水・冷却水流量とも50∼ 100％変流量対応型としている。 整弁のバイパス制御を行う。 » 冷却水システム コージェネレーション設備は，豊洲IHIビルの 冷却水系統は，吸収冷凍機系とスクリュー冷凍 電力負荷による電主熱従運転となるため，コージ 機系の２系統とし，それぞれの下限温度まで冷却 ェネレーション発生蒸気を利用する吸収冷凍機運 水温度を下げることで冷凍機の高効率運転に寄与 転が優先となる。 する。 ¹ 蓄熱システム 蓄熱システムは，電動スクリュー冷凍機（写 冷却水ポンプは，冷水ポンプと同様インバータ ー制御を採用し，動力削減を図る。 真−５）によるダイナミック型氷蓄熱システムお 冷却塔（写真−６）は，低層棟屋上に設置され， よび水蓄熱用蒸気吸収冷凍機と氷核融解時の熱回 高層棟からの眺望に配慮し白煙対策を施すと共に， 収による水蓄熱システムからなる。 冷却塔上部はルーバーによる目隠し構造となって 氷蓄熱システムは，過冷却解除式ダイナミック いる。 型で過冷却器，過冷却解除装置を併せ持つ冷凍機 4．2 ユニットで，シャーベット状の氷を生成する。ま 温熱源設備は，0.78MPaの蒸気を製造する炉筒 たブライン等の不凍液を使用しないため，保守が 煙管式蒸気ボイラと貫流ボイラ，および2.0MPa 容易で環境にもやさしい蓄熱システムである。 のコージェネレーション排熱ボイラ，蒸気タービ 水蓄熱システムでは，コージェネレーションの 発生蒸気を利用し，吸収冷凍機で蓄熱し，夜間負 温熱源設備 ン発電装置（出口0.83MPa）から構成される。 ¸ 蒸気供給システム 荷用に供給する。また製氷運転時の氷核融解用ロ コージェネレーション排熱ボイラをベースに， ス分も水蓄熱槽の冷水熱源として利用している。 負荷に応じ炉筒煙管式蒸気ボイラ（写真−７）と º 冷水供給システム 冷水供給は，低負荷時に冷水ポンプのインバー タ制御で動力削減を図るため，以下の機能を持ち 22 建築設備士・2006・５ 貫流ボイラ（写真−８）により蒸気を製造し供給 する。夜間は可能な限り人員を省力化するために 貫流ボイラ優先の自動運転としている。 図−３ 受変電設備結線図 写真−８ 貫流ボイラ 4．3 プラント補給水システム プラント補給水は，ボイラ，冷水，冷却水とも 工水を使用し，運転費を削減するシステムとして いる。工水槽に工水を引込んだ後，二層ろ過装置 にてNaClO，PAC注入処理され，補給水槽に蓄 えられる。また工水断水を考慮し，上水にて完全 にバックアップされている。 ５．電気設備 5．1 受変電設備 電力引込は，東京電力より高圧ピラボックス経 写真−９ 電気室 ・設備形式：屋内キュービクル式，上部引込，高 圧部分は薄型 ・設備容量 ：動力用 モールド型 自冷式 6.6kV/415Ｖ 750kVA×４台 ：電灯用 モールド型 自冷式 415Ｖ/210‐ 105Ｖ 50kVA×２台 バンク分けは，熱源種別でＡ，Ｂの２系統に分 割し，高圧母線にて接続する。 低圧機器においてもＡ，Ｂの２系統に分割し， 低圧母線にて接続し，変圧器１台が故障してもバ 由で地下２階電気室まで単独引込としている。 ックアップ可能なシステムとしている。電気設備 ・受電方式：6.6kV高圧２回線受電方式（本線・ の定期点検時においても，ＡもしくはＢ系で熱源 予備線） ・想定契約電力：2,000kW未満（産業用夜間蓄熱 機器の約50％の運転を可能としている。図−３に 受変電設備結線図，写真−９に電気室を示す。 契約有） 2006・５・建築設備士 23 5．2 直流電源設備 受変電設備の操作・表示用とし，屋内キュービ クル式上部引込型で電気室に設置される。 ・鉛蓄電池MSE型54セル 最低電圧1.76Ｖ/セ ル ５℃，30分間100Ah 総合的に支援している。 中央監視室には，中央監視装置，運転支援装置， データ管理装置およびコージェネ監視装置を設け， 中央監視装置は，２セット設置し，監視部分の２ 重化を図っている。 5．3 UPS設備 6．2 中央監視制御用とし，薄型屋内キュービクル式 熱源プラントが安定して信頼性のある熱供給が 上部引込型で電気室内に設置される。 ・入力３φ415Ｖ 出力１φ３Ｗ210-105Ｖ 容 量30kVA ・鉛蓄電池MSE型 ５℃，30分間 5．4 幹線動力設備 配電方式，供給範囲等は以下の通りとなってい る。 自動制御設備 できるように，ローカルにて自動制御システムを 構築し，調節計も自動制御盤に設置し，ローカル で完結する設備としている。 冷水受入設備は熱交換器方式のため，冷水差圧 制御などに高速性を必要しないことから電動式制 御弁を採用し，計装用空気源装置の採用を取り止 めている。 ・配電方式 ：高圧機器（RC-1.2） ３φ３Ｗ6,600Ｖ 夜間運転の省力化の観点から，システム設計 （機器構成，自動制御，監視機能等）において， ：プラント熱源機器 ３φ３Ｗ415Ｖ 昼間運転，夜間運転とその運用を明確にし，夜間 ：電灯コンセント １φ３Ｗ105-210Ｖ 運転対象機器の自動運転を可能としている。また， ・供給範囲 ：熱源機器用動力盤（CGS室内は別電源） プラント内空調・衛生設備用動力盤 プラント内電灯コンセント用分電盤（CGS 室内は別電源） ・動力制御盤：地下２階，低層棟屋上に設置。 省エネ運転のための冷水流量可変制御機能を備え， その運用は負荷状況に応じ選択が可能となってい る。 おわりに 2006年春の新たな街開きに向けて，さらに21世 ・制御方式：手元−遠方または自動 紀の新産業創造拠点の完成に向けて，豊洲は大き ・始動方式：415Ｖ 22kW以上はスターデル く変わりはじめました。この中で豊洲三丁目エネ タ始動とする。 ６．中央監視・自動制御設備 6．1 中央監視設備 中央監視装置は，種々の情報を収集し，熱源プ ラントの効率的管理と熱供給事業の円滑な運営を ◇ ◇ ◇ 24 建築設備士・2006・５ ルギー供給施設も，2006年２月より熱供給を開始 しています。 本エネルギー供給設備の計画から竣工に至るま で，ご指導と助言を頂きました関係各位の皆様方 に本誌面を借りて心より御礼申し上げます。 （平成18年３月９日 原稿受理） ◇ ◇ ◇